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発明の名称 照明器具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2004−327138(P2004−327138A)
公開日 平成16年11月18日(2004.11.18)
出願番号 特願2003−117704(P2003−117704)
出願日 平成15年4月22日(2003.4.22)
代理人
発明者 横谷 良二 / 山口 昌男
要約 課題
LEDチップが発生する熱を、より効率よく外部に放熱することのできる照明器具を提供する。

解決手段
LEDチップ9が実装される実装基板8と、底部3と筒部4を一体にした形状であって内部に実装基板8が設置される器具本体1と、単数又は複数のレンズ20を有してLEDチップ9の前方に設けられるレンズユニット18と、レンズユニット18を器具本体1に保持させるレンズユニット保持部15と、を有し、レンズユニット保持部15を筒部4の内側に設けたことにより、器具本体1の筒部4を外部に露出させる。
特許請求の範囲
【請求項1】
LEDチップが実装される実装基板と、底部と筒部を一体にした形状であって内部に実装基板が設置される器具本体と、単数又は複数のレンズを有してLEDチップの前方に設けられるレンズユニットと、レンズユニットを器具本体に保持させるレンズユニット保持部と、を有する照明器具において、レンズユニット保持部を筒部の内側に取り付けることにより、器具本体の筒部を外部に露出させたことを特徴とする照明器具。
【請求項2】
前記レンズユニットからレンズの部分を除いたレンズユニットベース部を金属材料で形成し、レンズユニットベース部と実装基板との間に、熱伝導絶縁材を介在させたことを特徴とする請求項1記載の照明器具。
【請求項3】
前記熱伝導絶縁材を省き、前記金属材料で形成されたレンズユニットベース部の表面に酸化膜を設け、酸化膜を設けた表面を実装基板に接触させたことを特徴とする請求項2記載の照明器具。
【請求項4】
前記レンズユニットベース部に、放熱フィンを設けたことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の照明器具。
【請求項5】
前記レンズユニット保持部とレンズユニットを一体に形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の照明器具。
【請求項6】
前記レンズユニットと器具本体の底部を、ヒートパイプで接続したことを特徴とする請求項1又は請求項5記載の照明器具。
【請求項7】
前記ヒートパイプとレンズユニットとの接続部、及びヒートパイプと器具本体の接続部を回動自在としたことを特徴とする請求項6記載の照明器具。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明器具、特にLEDチップを備える照明器具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の照明器具の従来例として、本出願人は、特開2002−304904号公報に示すものを提案している。このものは、天井板の裏面に設置され、商用電源(交流電源)からの交流電圧を、降圧を含めて整流および平滑などして所定レベルの直流の低電圧を得るLED電源供給部を備えているほか、本体(照明器具本体)、器具外郭(枠)、LEDユニットおよびレンズ体により構成され、天井板の表面に取り付けられる本体部を備えている。
【0003】
本体は、例えば絶縁性の樹脂成形により、円状の底部と、この外周縁から下方に延設された円筒部とを一体に有する形状に形状に形成されている。底部には、天井板の孔に通された電源接続線を介してLED電源供給部の出力に電気的に接続される接続部(コネクタ)が下面中央に設けられているとともに、当該本体を天井板の表面にねじ止め固定するための取付孔が一対接続部の両側に穿設されている。他方、円筒部には、ねじ溝が外周壁に形成されている。
【0004】
器具外郭は、例えば絶縁性の樹脂成形により、円状の底部と、この外周縁から上方に延設された円筒部とを一体に有する形状に形成されている。底部には、円状の孔が中央に穿設されている一方、円筒部には、本体のねじ溝と嵌合するねじ溝が内周壁に形成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−304904号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例においては、本体のねじ溝に器具外郭のねじ溝をねじ合わせて、器具外郭を本体に取り付ける。この状態においては、本体は、器具外郭の内側に存在する為、LEDユニットが発生する熱の一部は、本体を介して器具外郭に流れて、外部に放熱されると考えられるが、器具外郭と本体はねじ溝により嵌合されていることにより、本体と器具外郭は、密着している状態とは考えにくく、熱抵抗が大きくなり、放熱に関して改善する余地がある。
【0007】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、LEDチップが発生する熱を、より効率よく外部に放熱することのできる照明器具を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、LEDチップが実装される実装基板と、底部と筒部を一体にした形状であって内部に実装基板が設置される器具本体と、単数又は複数のレンズを有してLEDチップの前方に設けられるレンズユニットと、レンズユニットを器具本体に保持させるレンズユニット保持部と、を有する照明器具において、レンズユニット保持部を筒部の内側に取り付けることにより、器具本体の筒部を外部に露出させたことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記レンズユニットからレンズの部分を除いたレンズユニットベース部を金属材料で形成し、レンズユニットベース部と実装基板との間に、熱伝導絶縁材を介在させたことを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項2記載の発明において、前記熱伝導絶縁材を省き、前記金属材料で形成されたレンズユニットベース部の表面に酸化膜を設け、酸化膜を設けた表面を実装基板に接触させたことを特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、請求項2又は請求項3記載の発明において、前記レンズユニットベース部に、放熱フィンを設けたことを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の発明において、前記レンズユニット保持部とレンズユニットを一体に形成したことを特徴とする。
【0013】
請求項6に係る発明は、請求項1又は請求項5記載の発明において、前記レンズユニットと器具本体の底部を、ヒートパイプで接続したことを特徴とする。
【0014】
請求項7に係る発明は、請求項6記載の発明において、前記ヒートパイプとレンズユニットとの接続部、及びヒートパイプと器具本体の接続部を回動自在としたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第一の実施形態)
第一の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1は、本実施形態の照明器具の断面図である。図2は、本実施形態の別例1の照明器具の断面図である。図3は、本実施形態の別例2の照明器具の断面図である。
【0016】
本実施形態の照明器具は、LEDチップ9が実装される実装基板8と、底部3と筒部4を一体にした形状であって内部に実装基板8が設置される器具本体1と、単数又は複数のレンズ20を有してLEDチップ9の前方に設けられるレンズユニット18と、レンズユニット18を器具本体1に保持させるレンズユニット保持部15と、を有している。、
器具本体1は、例えば金属材料により、略円形状で後述するソケット13を収納する凹部分2を有する底部3と、底部3の縁に設けられた筒部4を一体に形成したものである。そして筒部4の内側には、後述するレンズユニット保持部15のおねじ部17に対応するめねじ部6が設けられている。
【0017】
実装基板8には、複数のLEDチップ9が実装され、実装基板8の背面は、熱伝導絶縁材11を介してアルミ等の金属からなるアダプタ12に密着して接続されている。熱伝導絶縁材11は、例えばシリコン系のゴム材からなる絶縁シート材に、セラミック、鉄等の熱伝導性の高いフィラーを混ぜ合わせて熱伝導率を向上させたもので、その熱伝導率は、1W/mK〜10W/mKである。また、複数のLEDチップ9は、実装基板8上に設けたパターン(図示はしない)により直並列に接続され、実装基板8の中心付近に設けた電極13に接続されている。そして、実装基板8は、電極13を器具本体1のソケット14に差し込むことにより、器具本体1に保持されている。
【0018】
レンズユニット保持部15は、例えば金属材料により、略筒状に形成されるもので、その外側面には、器具本体1のめねじ部6に対応するおねじ部17が形成され、器具本体1の筒部4の内側に取り付けられている。さらに、レンズユニット保持部15の端には、レンズユニット18を保持する凸片19が設けられている。
【0019】
レンズユニット18は、例えば樹脂成型により、LEDチップ9に対応する複数の凸型のレンズ20を有して略円形状に形成されるものである。そしてレンズユニット18は、レンズユニット保持部15の凸片19に係止されることにより、器具本体1に保持されている。
【0020】
以上の構成において、LEDチップ9に電流を流すことによりLEDチップ9から光が放射されるが、光に変換されなかった電力が熱ロスとなる。このLEDチップ9が、発生する熱の大部分は、LEDチップ9が実装された実装基板8、熱伝導絶縁材11、アダプタ12、を介して器具本体1に流れ、器具本体1の筒部4から外部に放熱される。また、一部の熱は、器具本体1からレンズユニット18に流れる。
【0021】
以上のように、LEDチップ9が発生する熱は、器具本体1に流れ、レンズユニット保持部15が器具本体1の筒部4の内側に設けられていることにより、筒部4が外部に露出し、これにより熱抵抗の低い状態で、筒部4から放熱されるのである。
【0022】
なお、本実施形態においては、器具本体1と実装基板8との間に、アダプタ12を設けたが、図2に示すように、アダプタ12を設けず、熱伝導絶縁材11を介して、実装基板8を器具本体1に接続するようにしてもよい。
【0023】
また、本実施形態においては、アダプタ12と実装基板8との間に、熱伝導絶縁材11を設けたが、図3に示すように、熱伝導絶縁材11を省き、実装基板8と器具本体1との間に、表面がアルマイト処理された金属材料からなるアダプタ12を介在させてもよい。すなわち、アダプタ12の実装基板8と接する面にアルマイト処理(陽極酸化皮膜形成)を施すことにより、実装基板8とアダプタ12との間に絶縁を取ることができ、部品点数を減らすことができる。また、本実施形態においては、器具本体1及びレンズユニット保持部15を金属材料で形成したが、樹脂材料で形成してもよい。
(第二の実施形態)
第二の実施形態を図4〜図6に基づいて説明する。図4(a)は、本実施形態の照明器具の断面図、(b)は、レンズユニット18の正面図である。図5(a)は、本実施形態の別例1の断面図、(b)は、レンズユニット18の正面図である。図6(a)は、本実施形態の別例2の断面図、(b)は、レンズユニット18の正面図である。
【0024】
本実施形態においては、レンズユニット18から、レンズ20を除いた部分、すなわちレンズユニットベース部21を金属材料で形成し、実装基板8とレンズユニットベース部21との間に熱伝導絶縁材11を介在させている。
【0025】
以上の構成において、LEDチップ9が発生した熱は、実装基板8、実装基板8の背面に設けた熱伝導絶縁材11、アダプタ12、を介して器具本体1に流れ器具本体1の筒部4から外部に放熱される。そして、この熱の流れに加え、LEDチップ9が発生した熱は、実装基板8の前面に設けた熱伝導絶縁材11を介してレンズユニットベース部21に流れ、レンズユニットベース部21の表面から外部に放熱される。
【0026】
このように、LEDチップ9が発生した熱は、器具本体1の筒部4から外部に放熱されるだけでなく、レンズユニットベース部21表面からも放熱されるので、LEDチップ9の温度上昇を抑制することができる。特に、照明器具を天井に取付けた場合等、器具本体1の底部3から放熱されにくい場合であっても、放熱効果を維持することができる。
【0027】
なお、本実施形態に用いた熱伝導絶縁材11は、レンズユニットベース部21と略同一形状であるため、照明器具から出力される光の量は、熱伝導絶縁材11がない場合と同等である。また、熱伝導絶縁材11は、シート状のものであってもよいし、グリース状のものであってもよい。さらにまた、図5に示すように、レンズユニットベース部21の表面にフィン22を設けてもよい。これにより、レンズユニットベース部21の表面積を増加させることができ、さらにLEDチップ9の温度上昇を抑制することができる。そしてまた、図6に示すように、実装基板8の前面に熱伝導絶縁材11を用いず、レンズユニットベース部21の内表面にアルマイト処理を施すことにより酸化膜24を設け、レンズユニットベース部21と実装基板8を接触するようにしてもよい。酸化膜24は、絶縁性を有するため、レンズユニットベース部21を金属で形成した場合にいても、実装基板8上に設けた配線パターン(図示はしない)の短絡を防止することができる。これにより、熱伝導絶縁材11を用いることなく、LEDチップ9が発生する熱を抑制することが可能となる。
(第三の実施形態)
第三の実施形態を図7〜図9に基づいて説明する。図7は、本実施形態の照明器具の断面図である。図8は、本実施形態のレンズユニット18の取付け構造例1を示す図である。図9は、本実施形態のレンズユニット18の取付け構造例2を示す図である。
【0028】
本実施形態においては、図8に示すように、レンズユニット18とレンズユニット保持部15を一体に形成してレンズユニット18としたもので、図8に示すように器具本体1の筒部4の内面に、対向する一対の略L字形状の溝25を設けている。一方、レンズユニット18の外側面には、略L字形状の溝25に対応する突起部26を設けている。
【0029】
ここで、レンズユニット18を器具本体1に取付ける場合には、レンズユニット18に設けた突起部26を、溝25に合わせてレンズユニット18を器具本体1内に挿入し、略L字形状の溝25に沿って、回転させることにより、レンズユニット18は器具本体1に固定される。
【0030】
このようにしたので、部品点数が削減され、さらに、レンズユニット18とレンズユニット保持部15とを接続する部分が無くなるため、熱抵抗を減少させることができ、器具本体1の温度分布が均一化され、放熱量を増加させることができる。
【0031】
また、図9に示すように、器具本体1の筒部4の内面に、対向する一対の係止穴27を設け、レンズユニット18の外側面に、係止穴27に対応する突起部26を設けもよい。ここで突起部26は、ばね(図示はしない)有することにより、図9の両矢印の方向に伸縮することが可能なものである。そして、レンズユニット18を器具本体1に取付ける場合には、突起部26を、係止穴27の位置に合わせてレンズユニット18を器具本体1内に挿入し、突起部26を係止穴27に係合させることにより、レンズユニット18は器具本体1に固定される
(第四の実施形態)
第四の実施形態を図10及び図11に基づいて説明する。図10は、本実施形態の照明器具の断面図である。図11は、本実施形態の照明器具の実装基板を交換する様子を示す図である。
【0032】
図10に示すように、本実施形態の照明器具においては、フィン22を有するレンズユニット18を設け、レンズユニット18と器具本体1とを、ヒートパイプ30で接続したものである。
【0033】
すなわち、器具本体1の内部には、両端部が略L字形状に形成されたヒートパイプ30が収納され、ヒートパイプ30の両端部は、図10のAを拡大したBに示すように、それぞれヒートパイプ30の径程度のへこみを有した止め金具31によって、器具本体1及び実装基板8に接続されている。ここで、ヒートパイプ30は、図10に示すようにレンズユニット18を器具本体1に取付けた状態において、レンズユニット18及び実装基板8に対して、傾斜した状態となる。
【0034】
以上の構成において、実装基板8を器具本体1から取り外す場合には、図11に示すように、レンズユニット保持部15を器具本体1から取り外す。すると、ヒートパイプ30の両端部、すなわち接続部は回動し、ヒートパイプ30は、レンズユニット18及び実装基板8に対して、略直交する角度で、レンズユニット18を保持する。これにより、器具本体1とレンズユニット18の間には、ヒートパイプ30の長さに相当する隙間が形成され、この隙間を介して、実装基板8を交換することが可能となる。また、LEDチップ9が発生する熱は、実装基板8及びヒートパイプ30を介してレンズユニット18に伝導する。
【0035】
このようにしたので、LEDチップ9の温度上昇を抑制することができる。また、レンズユニット保持部15を取り外した場合に、レンズユニット18が落下するというトラブルを防止することができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズユニット保持部を器具本体の筒部の内側に設けたことにより、筒部を外部に露出させたので、LEDチップが発生する熱を、外部へより効率よく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の実施形態の照明器具の断面図である。
【図2】同実施形態の別例1の照明器具の断面図である。
【図3】同実施形態の別例2の照明器具の断面図である。
【図4】(a)は、第二の実施形態の照明器具の断面図、(b)は、レンズユニット18の正面図である。
【図5】(a)は、同実施形態の別例1の断面図、(b)は、レンズユニット18の正面図である。
【図6】(a)は、同実施形態の別例2の断面図、(b)は、レンズユニット18の正面図である。
【図7】第三の実施形態の照明器具の断面図である。
【図8】同実施形態のレンズユニット18の取付け構造例1を示す図である。
【図9】同実施形態のレンズユニット18の取付け構造例2を示す図である。
【図10】第4の実施形態の照明器具の断面図である。
【図11】同実施形態の照明器具の実装基板を交換する様子を示す図である。
【符号の説明】
1 器具本体
2 凹部分
3 底部
4 筒部
6 めねじ部
8 実装基板
9 LEDチップ
10 背面
11 熱伝導絶縁材
12 アダプタ
13 電極
14 ソケット
15 レンズユニット保持部
17 おねじ部
18 レンズユニット
19 凸片
20 レンズ




 

 


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